F505-BM-DP-017標桿車制動系統(tǒng)計算校核報告

1、3.2前、后制動器制動力分配曲線6編號：F505-BM-DP-017標桿車制動系統(tǒng)計算校核報告項目名稱：F505編制：日期：校對：日期：審核：日期：批準：日期：上海雙杰科技有限公司2011-10-31目 錄1.概述11.1制動系統(tǒng)基本介紹11.2計算目的12.整車基本參數(shù)23.1前、后制動器制動力的分配23.1.1制動基本理論23.1.2理想前、后制動器制動力分配33.1.3實際前、后制動器制動力分配53.2.2前后制動器制動力分配曲線73.2.3利用附著系數(shù)與制動強度法規(guī)校核73.3制動主缸行程93.4制動踏板力校核103.5滿載狀態(tài)制動距離校核103.6部分回路失效時整車制動效能114.駐

2、車制動系統(tǒng)的計算114.1駐車制動停駐的極限傾角114.2駐車制動操縱力的校核125.結(jié)論13參 考 文 獻141概述1.1制動系統(tǒng)基本介紹汽車制動系統(tǒng)是汽車的一個重要組成部分，直接影響汽車的行駛及停駐安全 性能。為了保證汽車有良好的制動效能和高速行駛的安全性，應(yīng)該合理地確定汽車 制動系統(tǒng)布置形式及制動系統(tǒng)各零部件的結(jié)構(gòu)參數(shù)。另外也只有制動性能良好、制3.2.1實際制動力分配曲線動系統(tǒng)工作可靠的汽車，才能充分發(fā)揮其動力性能。圖1為F505制動系統(tǒng)布置圖。圖1 F505制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡圖1.2計算目的在整車參數(shù)已知的條件下，對標桿車的制動系統(tǒng)參數(shù)進行驗算，以驗證是否 滿足相關(guān)法規(guī)要求。2 整車基

3、本參數(shù)表1整車基本參數(shù)基本參數(shù)數(shù)值軸距L(mrh2718整車整備質(zhì)量m( kg)1216.6整備狀態(tài)前軸載何叫(kg)615.3整備狀態(tài)后軸載何叫（kg）601.3空載時質(zhì)心高度（mrh603.42空載質(zhì)心到前軸距離a（mrh1343.4滿載質(zhì)量（kg）1816.6滿載狀態(tài)前軸負載（kg）719.4滿載狀態(tài)后軸負載（kg）1097.2滿載時質(zhì)心高度（mh623滿載質(zhì)心到前軸距離（mrh1641.6車輪滾動半徑R（mh2923制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)的計算3.1前、后制動器制動力的分配3.1.1制動基本理論對于一般的汽車而言，根據(jù)其前后軸制動器制動力的分配、載荷情況及道路 附著系數(shù)和坡度等因素，當制動器

4、的制動力足夠時，制動過程可能出現(xiàn)如下三種情 況：1）前輪先抱死拖滑，然后后輪抱死拖滑。2）后輪先抱死拖滑，然后前輪抱死拖滑。3）前后輪同時抱死拖滑情況1）是穩(wěn)定工況，但在制動時汽車喪失了轉(zhuǎn)向的能力，附著條件沒有充分 利用；情況2）后軸可能出現(xiàn)側(cè)滑，是不穩(wěn)定工況，附著利用率也低；而情況3）可 以避免后軸側(cè)滑，同時前轉(zhuǎn)向輪只有在最大制動強度下才使汽車失去轉(zhuǎn)向能力，較 之前兩種工況，附著條件利用情況較好。3.1.2理想前、后制動器制動力分配在分析前、后輪制動器制動力分配比例以前，首先了解地面作用于前、后車 輪的法向反作用力。圖2制動工況受力簡圖由圖2所示，對后輪接地點取力矩得:F .L - Gb +

5、 m h dtb(1)L軸距;式中：地面對前輪的法向反作用力;(4)汽車滿載重力;b汽車滿載質(zhì)心至后軸中心線的距離；汽車滿載質(zhì)量；汽車滿載質(zhì)心高度；du曲 汽車減速度。對前輪接地點取力矩，得：(2)(3)式中：地面對后輪的法向反作用力;汽車滿載質(zhì)心至前軸中心線的距離則可求得地面法向反作用力為:若在不同附著系數(shù)的路面上制動，前、后輪都能抱死（無論是同時抱死或分別先后抱死），此時du/dt=g。地面作用于前、后輪的法向反作用力為：(5)（6）式中：地面附著系數(shù)，通常為0.81.0。取=0.8。將表1參數(shù)代入（5）、（6）得：=10698.8 N=6830.7 N3.1.3實際前、后制動器制動力分配

6、標桿車制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)見表2:表2制動系統(tǒng)參數(shù)前制動器參數(shù)制動盤有效半徑r（mm104制動盤摩擦系數(shù)0.38分泵直徑di(mrh54前輪缸 -作行程S1(mm0.7后制動器參數(shù)制動鼓內(nèi)徑D( mm239制動效能因數(shù)K2.2分泵直徑d2(mrh22.22后輪缸 -作行程S2(mm4總泵及助力器參數(shù)助力器外徑(inch)9主缸內(nèi)徑Dm(mrh22.22總泵總行程(前+后)(mm18+15.8助力比6輸出最大液壓Ps(MPa11.3輸入力FN (N)456制動踏板杠桿比4駐車制動手柄杠桿比7.7后制動器駐車制動杠桿比6.3注：以上參數(shù)除制動總泵及真空助力器參數(shù)外均實測得出，制動總泵及真空 助力器參

7、數(shù)為根據(jù)同類型新產(chǎn)品估計值。實際前、后制動器制動力計算公式如下：式中：前軸制動力;后軸制動力;r制動盤有效半徑；制動盤摩擦系數(shù)；D制動鼓內(nèi)徑；K制動效能因數(shù)；di前制動器分泵直徑;d2-后制動器分泵直徑;Ps總泵輸出液壓；R車輪滾動半徑。將以上各已知參數(shù)代入（7）、（8）得:=14155.8 N水Dd：莎(8)=8005.6 N比較發(fā)現(xiàn):因此F505車前、后制動器均能滿足最大制動力要求3.2前、后制動器制動力分配曲線3.2.1實際制動力分配曲線實際制動器制動力分配系數(shù)計算按如下公式：氣_ 4r x x +F沖二/(4rxAxrf1i+xJDxf/23)(9)將表2參數(shù)代入（9）得:=0.64同

8、時根據(jù)公式可求得同步附著系數(shù):（空載）=0.555%（滿載）=0.9173.2.2前后制動器制動力分配曲線前后輪同時抱死（理想制動力分配的條件）:口-%消去變量,得：（10）根據(jù)上述（9）、（10）兩式用作圖法可繪出理想前、后制動器制動力分配I曲線及實際前、后制動器制動力分配曲線，見圖3。九就力分配栓綻圖3制動力分配曲線（I線和線）323利用附著系數(shù)與制動強度法規(guī)校核前軸利用附著系數(shù)：幻。+zftg）（11）后軸利用附著系數(shù)：3 _如（12）為了確認F505標桿車前、后制動器結(jié)構(gòu)參數(shù)是否能符合GB12676-1999汽 車制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、性能和試驗方法制動法規(guī)的要求，根據(jù)上述（9）、（11）、（

9、12）三式繪制了空載及滿載狀態(tài)下利用附著系數(shù)與制動強度的關(guān)系曲線，見圖4、圖5。圖4空載利用附著系數(shù)與制動強度的關(guān)系曲線V1=2-nS1/4(13)圖5滿載利用附著系數(shù)與制動強度的關(guān)系曲線GB12676-1999制動法規(guī)要求：(1) 利用附著系數(shù)在0.20.8之間時，前后軸利用附著系數(shù)曲線應(yīng)在直線=(z+0.07)/0.85以下。(2) 車輛處于各種載荷狀態(tài)時，前軸的利用附著系數(shù)曲線應(yīng)位于后軸的利用 附著系數(shù)曲線之上。但對于制動強度z在0.150.8之間的M1類車輛，當z值在0.30.45時，若后軸利用附著系數(shù)曲線位于=z+0.05以下，則允許后軸利用附著系數(shù)曲線位于前軸利用附著系數(shù)曲線之上。

10、從 以上兩圖中可看出，F(xiàn)505標桿車制動系統(tǒng)滿足法規(guī)關(guān)于制動力在前后軸之間分配 的協(xié)調(diào)性要求。3.3制動主缸行程前、后分泵所需供油量V1、V2可由以下公式得出:Qifl(15)S2/4將表2中的參數(shù)代入公式（13）、（14）得：V仁3206.3mm3V2=3102.2mm3考慮到軟管變形，總泵所需排量為：V=1.1X（V1+V2 =6939.3mm3滿足總泵所需排量的活塞行程為：S=4V/（nDm2 =17.9mm因此，實際行程/總行程=17.9/31.6=0.566。按照GB 7258-2004機動車運行安全技術(shù)條件法規(guī)要求，達到完全制動時 制動總泵的實際使用行程應(yīng)小于總行程的四分之三。故可

11、確定標桿車制動總泵的排 量及活塞工作行程均滿足要求。制動踏板有效行程：17.9X4=71.63.4制動踏板力校核制動踏板力計算可由如下公式得出：V2=2Xn(14)(15)0=0.8時,ip真空助力比；is-制動踏板杠桿比；踏板機構(gòu)及液壓傳動效率，取=0.85o將表2中的參數(shù)代入公式（15）得出：Ft=214.8NGB 12676-1999汽車制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、性能和試驗方法法規(guī)要求，在附著系數(shù)為0.6的路面上達到5.8m/s制動減速度時的最大踏板力不大于500N,可見標桿車滿足該要求。3.5滿載狀態(tài)制動距離校核制動距離計算可由如下公式得出:（式中：S制動距離；V制動初速度，按法規(guī)取80km/h；

12、./mix最大制動減速度。當式中：Ft制動踏板力;I3Tg=7.84m/s1制動器起作用時間，一般為0.20.9s。取為0.5s。將各已知參數(shù)代入公式（16）得出：S=42.6mGB 12676-1999汽車制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、 性能和試驗方法 法規(guī)要求， 制動距離S50.7m,可見標桿車滿足該要求。3.6部分回路失效時整車制動效能由于制動管路采用H型布置（前后輪分別采用兩套回路），其特點是當任一回 路失效時，仍能保證個剩余兩個車輪制動器的工作。根據(jù)以上計算我們可知前后輪 均抱死時,后制動器制動力所占比例約為36%即,任一回路失效時，仍能剩余36%以上的制動力，故當?shù)孛娓街禂?shù)為0.8時， 制動減速

13、度為2.83m/s2， 大于制 動法規(guī)規(guī)定的剩余制動效能： 滿載1.7m/s2，空載1.5 m/s2。符合法規(guī)要求。4. 駐車制動系統(tǒng)的計算4.1駐車制動停駐的極限傾角汽車在上坡路面上停駐時的受力情況，如圖6表示。0(18)圖6駐車制動工況受力簡圖由此不難得出停駐時的后橋附著力為:Fz2=m- g(acos8+hgsin0)/L(17)在上坡路面上能夠停駐，后橋上的附著力應(yīng)等于制動力即m- g(acos0+hgsin0)/L=mgsin同理，汽車在下坡路面上停駐時的后橋附著力為:Fz2 =m- g(acos&-hgsine)/L(19)在下坡路面上能夠停駐，后橋上的附著力應(yīng)等于制動力即

14、m- g(acos0-hgsine)/L=mgsin8(20)由公式(18)、(20)得出：仇一arc km L_叫(21)arctan-L +就!(22)式中：汽車在上坡時可能停駐的極限上坡傾角；汽車在下坡時可能停駐的極限下坡傾角。因此，可求得空載及滿載狀態(tài)時不同利用附著系數(shù)下的汽車可能停駐的極限 傾角，計算結(jié)果見表3。滿UJII3 4（。）空n% 亂耳（。）滿（。）空（。）0.518.415.814.612.50.622.319.217.014.60.726.222.719.316.50.830.126.221.418.4表3汽車可停駐坡度傾角按照法規(guī)規(guī)定，駐車制動必須能使車輛在18%（1

15、0。）的坡道上停駐，可見F505標桿車完全滿足該要求。4.2駐車制動操縱力的校核根據(jù)上面求出的滿載狀態(tài)下利用附著系數(shù)=0.8時的最大停駐坡度57.97%（30.10）的路面來校核。能在57.97%（30.1o）的路面上停駐所需條件為，單個固定在制動器上的拉 索輸入力F1提供的制動力矩不小于單個后輪制動力矩。取相等，即：F1K（D/2） i1=FB2R/2（23）FB2=m g(acos0+hgsin0）/L（24）式中：FB后輪制動力；F1拉索輸入力；D制動鼓內(nèi)徑；K制動效能因數(shù)；R車輪滾動半徑；i1后制動器駐車制動杠桿比,i1=136/27.2=5；GB 12676-1999汽車制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、性能和試驗方法法規(guī)要求，M1類車駐車制動時操縱力不超過400N,可見標桿車滿足該要求。5. 結(jié)論通過以上計算分析，F(xiàn)505制動系統(tǒng)的各項性能參數(shù)均能滿足法規(guī)要求。且此 處計算均是基于未考慮ABS的前提條件下進行的，在實車ABS的情況下，前后制動 力的分配將更趨于合理。參考文獻1.